Archivo de enero, 2015

El desafío de los nuevos materiales

¿Hay modas en los nuevos materiales?

Responsables de ABENGOA, AIRBUS, CDTI y GRUPO ANTOLÍN debaten en este Punto de Encuentro de la Universidad Politécnica de Madrid (ver vídeo a continuación).

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Desarrollan un tejido aislante basado en nanohilos que podría eliminar la necesidad de calefacción en las casas

Por Patricia Muñoz (Dpto. Ciencia de Materiales, UPM)

La calefacción es hoy en día el método más usado para mantener a una temperatura agradable nuestras casas y espacios en invierno, pero la calefacción consume gran cantidad de energía y es la principal fuente de emisión de gases de efecto invernadero, ya que casi la mitad del consumo mundial de energía se destina a la calefacción de edificios y viviendas. Aunque la eficiencia energética de los edificios ha mejorado gracias al aislamiento y el diseño, gran parte de la energía sigue siendo desperdiciada en calentar espacios. Para evitar este gasto de energía y además evitar el impacto negativo de las emisiones  asociadas a la producción de energía en este campo, un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford está desarrollando una nueva estrategia llamada “gestión térmica personal”, que se centra en asegurar las condiciones térmicas adecuadas en las personas en lugar de en todo el espacio habitado. Al centrarse en las personas, en lugar de los edificios, el equipo de Stanford espera reducir la ineficiencia  que supone calentar espacios.

Estos  científicos han desarrollado un nuevo recubrimiento de nano-hilos de plata para la ropa que puede mantener el calor de nuestros cuerpos mejor que la ropa normal. Este  equipo de investigadores dirigido por el profesor Yi Cui, ha publicado un artículo sobre estos textiles recubiertos de AgNW (compuesto de plata-nitrógeno-wolframio) en una edición reciente de la revista Nano Letters.

La principal ventaja de la ropa recubierta con AgNW es que más del 90% del calor que desprende el cuerpo del propio individuo es reflejado, es decir, reduce esta pérdida con respecto a una prenda normal. Además, debido a que los revestimientos están hechos de materiales conductores, también pueden ser calentados activamente con una fuente de electricidad.

Imagen mostrando cómo el calor pasa a través de un tejido normal pero es reflejado por un tejido de AgNW. En el tejido conductor es posible hacer circular una corriente eléctrica para producir calor. La figura muestra también la microestructura del tejido (adaptado del trabajo de Po-Chun Hsu, et al., ver referencia).

Variables como la temperatura exterior, la temperatura interior y el tamaño de la casa hacen que sea difícil calcular exactamente la cantidad de energía que una persona podría ahorrar con el uso de ropa recubierta de AgNW. Los investigadores han calculado una estimación de ahorro aproximado de 8,5 kWh de energía de calefacción por persona por día de invierno, o 1.000 kWh al año, suponiendo que el sistema de calefacción funciona durante cuatro meses al año.

Fabricar ropa recubierta en plata podría parecer costoso, pero se requiere una pequeña cantidad de solución AgNW (menos de 1 gramo para una prenda). Sólo una pequeña fracción de esta masa es de plata, por lo que el costo sería relativamente barato. El uso de otros metales tales como cobre, níquel, o aluminio, que tienen propiedades similares como la plata, podría reducir aún más los costes. Además la estructura porosa de los nanohilos permitiría a estos artículos de ropa ser transpirables.

Estos investigadores también fabrican tejidos recubiertos con una solución de nanotubos de carbono. Sin embargo, aunque los nanotubos de carbono son conductores, su alta emisividad no les permite reflejar el calor del cuerpo tan bien como el recubrimiento AgNW.

Imágenes térmicas mostrando la comparación entre un guante normal y uno fabricado con tejido de AgNW. Los colores cálidos (amarillo y rojo en el extremo) indican mayor temperatura y los frios (verde y azul oscuro en el otro extremo) indican las temperaturas más bajas (adaptado del trabajo de Po-Chun Hsu, et al., ver referencia).

Esta nueva tecnología está todavía en fase experimental y se ha de comprobar el impacto que podrían tener los nanohilos en contacto con la piel.

Referencia: Po-Chun Hsu, et al. “Personal Thermal Management by Metallic Nanowire-Coated Textile.” Nano Letters. 2015, 15, 365-371.

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